Прогнозирования долговечности работы трубопроводов высокого давления при воздействии малоцикловых нагрузок


DOI: 10.34759/trd-2019-108-2

Авторы

Пхон Х. К. *, Сысоев Е. О. **, Кузнецов Е. А. ***, Мин К. Х. ****

Комсомольский-на-Амуре государственный университет, КнАГУ, 27, Комсомольск-на-Амуре, Хабаровский край, 681013, Россия

*e-mail: phonehtetkyaw18@gmail.com
**e-mail: fks@knastu.ru
***e-mail: workegor@mail.ru
****e-mail: minkohlaing53@gmail.com

Аннотация

В статье рассматривается методика прогнозирования долговечности трубопроводов при воздействии малоцикловых нагрузок при различных траекториях нагружения в двумерном пространстве напряжений при плоском напряженно-деформированном состоянии с использованием метода акустической эмиссии. Проблема определения долговечности трубопроводов высокого давления зависит от накопления опасных повреждений в конструкционном материале трубопроводов в результате пластических деформаций накопленных от малоцикловых нагружений, которые характеризуются высокими напряжениями, различными формами цикла и траекториям нагружений. Оценка остаточного ресурса действующих трубопроводов в настоящее время базируется на основе последних достижений в области механики разрушения, металловедения, неразрушающих методов контроля, действующих расчетных норм на прочность и условий фактической эксплуатации. При этом существующие методы не учитывают эволюцию микроструктуры конструкционного материала в реальном времени. Учесть преобразование микроструктуры конструкционного материала в режиме реального времени и спрогнозировать остаточный ресурс позволяет применение метода акустической эмиссии.

Предложенная в статье методика позволяет значительно сократить количество лабораторных испытаний для прогнозирования долговечности трубопроводов высокого давления при воздействии малоцикловых нагрузок при различных траекториях нагружения.

Ключевые слова

долговечность, малоцикловые нагружения, плоское напряженно-деформированное состояние, траектория нагружения, трубопроводы высокого давления, акустическая эмиссия

Библиографический список

  1. Серьёзнов А.Н., Степанова Л.Н., Муравьёв В.В. и др. Диагностика объектов транспорта методом акустической эмиссии. – М.: Машиностроение, 2004. – 368 с.

  2. Семашко Н.А., Шпорт В.И., Марьин Б.Н. и др. Акустическая эмиссия в экспериментальном материаловедении. – М.: Машиностроение, 2002. – 240 с.

  3. Сысоев О.Е., Биленко С.В. Определение предельных состояний конструкционных материалов с использованием методов нелинейной динамики. – Владивосток: Дальнаука, 2013. – 150 с.

  4. Sysoev O.E., Kolykhalov D.G., Kuznetsov E.A., Belykh S.V. Forecasting Durability and Cyclic Strength of Aluminum Alloy AA2219 Using Fractal Analysis of Acoustic Emission // IV Sino-Russian ASRTU Symposium on Advanced Materials and Materials and Processing Technology, 2016, KnE Materials Science, pp. 161 – 167. DOI 10.18502/kms.v1i1.579.

  5. Сысоев О.Е., Биленко С.В. Идентификация процессов изменения структуры конструкционных материалов на основе фрактального анализа акустической эмиссии // Ученые записки КнАГТУ. 2012. № 3. С. 107 – 115.

  6. Phone Htet Kyaw, Sysoyev O.E, Kuznetsov E.A, Marin B.N. Regularities of Changes in the Fractal Dimension of Acoustic Emission Signals in the Stages Close to the Destruction of Structural Materials When Exposed to Low-Cycle Loaded // ICTTE 2018, Conference Paper,·December 2018, pp. 213 – 217. DOI: 10.1145/3321619.3321685

  7. Сысоев О.Е., Кузнецов Е.А., Куриный В.В. Современные испытательные стенды для исследования конструкционных материалов при малоцикловых нагрузках в условиях сложного напряженного состояния с учетом параметров акустической эмиссии // Ученые записки КнАГТУ. 2012. № 1. С. 106 – 112.

  8. Sysoev O.E. New Ideas for Monitoring the Steel Structures of Buildings and Surface facilities in the Extreme Limit State // Journal of shenyang jianzhu university, 2011, vol. 27, no. 6, pp. 1099 – 1102.

  9. Кузнецов Е.А., Сысоев О.Е., Колыхалов Д.Г. Прогнозирование предельных состояний трубопроводов высокого давления гидрогазовых систем на этапе ввода в эксплуатацию // Труды МАИ. 2016. № 88. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=70409

  10. Колыхалов Д.Г., Сысоев О.Е., Иванов И.Н. Оценка технологичности трубопроводных систем летательных аппаратов на ранних стадиях проектирования // Труды МАИ. 2016. № 90. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=74709

  11. Bashkov O.V., Popkova A.A., Bashkova T.I., Sharkeev Yu.P. The study of staging of the fatigue damage accumulation in the structured titanium samples by acoustic emission method // Tsvetnye Metally, 2017, vol. 9, pp. 84-90. DOI: 10.17580/tsm.2017.09.12

  12. Bashkov O.V., Popkova A.A., Sharkeev Yu.P., Panin S.V., and Eroshenko A.Yu. Acoustic emission analysis of fatigue damages of titanium alloys // AIP Conference Proceedings 1909, 020012, 2017. DOI: 10.1063/1.5013693

  13. Рыбаулин А.Г., Сидоренко А.С. Исследование локального напряженного состояния и оценка долговечности конструкции авиационного изделия с дискретными сварными соединениями при случайном нагружении // Труды МАИ. 2015. № 79. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=55786

  14. Маслов Г.А., Лапушкин В.Н. Метод статистической обработки случайного вибрационного процесса при экспериментальной отработке летательных аппаратов // Труды МАИ. 2015. № 80. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=56918

  15. Ибрагимов А.А. Методы прогнозирования долговечности трубопроводов с учётом коррозии и переменных напряжений. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2011. – 76 с.

  16. Lee C.K., Scholey J.J., Wilcox P.D., Wisnom M.R., Friswell M.I., Drinkwater B.W. ’Guided Wave Acoustic Emission from Fatigue crack growth in Aluminium Plate’ // Advenced Material Research, 2006, vol. 13 – 14, pp 23 – 28.

  17. Степанова Л.Н., Бобров А.Л., Канифадин К.В., Чернова В.В. Исследование основных параметров сигналов акустической эмиссии при статических и циклических испытаниях образцов из стали 20гл. // Деформация и разрушение материалов. 2014. № 6. С. 41 – 45.

  18. Серьезнов А.Н., Степанова Л.Н. Применение метода акустической эмиссии при прочностных испытаниях элементов авиационных конструкций // Полет. 2004. № 3. С. 3 – 7.

  19. Марьин Б.Н. Изготовление трубопроводов гидрогазовых систем летательных аппаратов. – М.: Машиностроение, 1988. – 400 с.

  20. Лубков Н.В., Спиридонов И.Б., Степанянц А.С. Влияние характеристик контроля на показатели надежности систем // Труды МАИ. 2016. № 85. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=65216

  21. Полоник Е.Н., Суренский Е.А., Федотов А.А. Автоматизация расчетов у сталостной долговечности элементов авиаконструкций с геометрическими концентраторами напряжений // Труды МАИ. 2016. № 86. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=67799

  22. Шакиртов М.М. О влиянии коэффициента асимметрии цикла внешней нагрузки на характеристики цикла нагружения материала при вершине трещиновидного дефекта // Труды МАИ. 2016. № 89. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=72589

  23. Хохлов А.В. Кривые длительной прочности, порождаемые линейной теорией вязкоупругости в сочетании с критериями разрушения, учитывающими историю деформирования // Труды МАИ. 2016. № 91. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=75559


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2021

Вход